Điều chế CH3COOH

VnDoc xin giới thiệu bài Điều chế CH3COOH được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Điều chế CH₃COOH

Lời giải:

Các phương pháp Điều chế axit axetic CH ₃ COOH:

* Cacbonyl hóa methanol

Methanol tác dụng với cacbon monoxit tạo thành axit axetic:

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Quá trình liên quan đến chất trung gian iodometan, xúc tác là phức chất kim loại với 3 bước sau:

CH₃OH + HI → CH₃I + H₂O

CH₃I + CO → CH₃COI

CH₃COI + H₂O → CH₃COOH + HI

* Oxy hóa axetaldehyt

Trong công nghiệp, Axit axetic CH₃COOH được sản xuất từ butan C₄H₁₀ có xúc tác và nhiệt độ

2C₄H₁₀ + 3O₂ → 4CH₃COOH+ 2H₂O

* Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí

- Phương pháp lên men chậm

Cho axit axetic CH₃COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng.

Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần. Kiểm tra rượu còn 0.3- 0.5% thì lấy giấm ra, bổ sung thêm dinh dưỡng mới vì nếu để lâu, chất lượng giấm sẽ giảm.

- Phương pháp lên men nhanh

Cho axit axetic nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phoi bào (lõi bắp) để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh giống dễ thích nghi.

Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn axetic.

Cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phối đồng thời thổi khí từ dưới lên.

Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic CH₃COOH, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài, theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men.

Quá trình kéo dài từ 8- 10 ngày ở 24- 37^oC.

- Phương pháp lên men chìm

Cho dung dịch lên men vào thiết bị và thổi khí mạnh vào.

Thể huyền phù và dung dịch lên men được tạo ra.

- Phương pháp kết hợp

Hệ thống lên men gồm:

• Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật
• Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống
• Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí

Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10 % và thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm.

Để nâng hàm lượng axit axetic CH₃COOH cũng như làm sạch các tạp chất, người ta sử dụng phương pháp chưng cất.

1. Axit axetic là gì?

Axit axetic là một hợp chất hữu cơ có tính axit mạnh, chúng có công thức hóa học CH₃CO₂H (cũng viết là CH₃COOH). Đây là loại hóa chất đã được sản xuất từ rất lâu đời và được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp, sản xuất thực phẩm hay y học…

Chúng còn có nhiều tên gọi khác nhau như: etanoic, Hydro axetat (HAc), Ethylic acid, Axit metanecarboxylic, dấm, acetic acid, Acid ethanoic…

2. Tính chất vật lý axit axetic CH₃COOH

Axit axetic CH₃COOH là chất lỏng không màu, có vị chua và tan hoàn toàn trong nước.

Khối lượng riêng: 1.049 g/cm³ (l), 1.266 g/cm³ (s).

Nhiệt độ nóng chảy: 16.5^oC.

Nhiệt độ sôi: 118.2^oC.

Nhiệt độ sôi của axit axetic CH₃COOH lớn hơn rượu dùng chúng cùng phân tử khối do sự liên kết bền vững của các phân tử hydro.

Khi đun nóng, axit axetic có thể hòa tan một lượng nhỏ photpho và lưu huỳnh.

Tan tốt trong xenlulozo và nitroxenlulozo.

3. Tính chất hóa học của axit axetic

Nguyên tử hydro trong nhóm cacboxyl có thể cung cấp một proton H⁺, làm chúng có tính chất axit, tuy nhiên, axit axetic là một axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic. Dung dịch có nồng độ mol 1 M (giấm ăn trong gia đình) có độ pH là 2.4, tức chỉ có 0.44 % phân tử axit axetic bị phân ly.

Axit axetic lỏng là dung môi phân cực với hằng số điện ly khoảng 6.2.

Nó có khả năng hòa tan các hợp chất không phân cực như dầu, các nguyên tố lưu huỳnh, iot và các dung môi phân cực như nước, chloroform, hexan.

Axit axetic CH₃COOH (etanoic) là một axit hữu cơ, mạnh hơn axit cacbonic. Nó được tạo thành bằng việc liên kết nhóm methyl CH₃ với cacboxyl COOH.

Axit axetic tác dụng với bazơ, cacbonat và bicacbonat để tạo ra axetat kim loại tương ứng, nước và cacbonic (phổ biến nhất là natri bicacbonat với giấm ăn):

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

Trừ crom (II) axetat, tất cả các axetat khác đều tan được trong nước.

Tác dụng với kiềm tạo ra nước và ethanoat kim loại:

NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O

Axit axetic phân hủy ở nhiệt độ lớn hơn 440^oC tạo thành cacbonic, metan hoặc ethenon và nước.

Tác dụng với rượu tạo thành este:

ROH + CH₃COOH → CH₃COOR + H2O

Axit axetic làm ăn mòn các kim loại và tạo ra khí hydro và các muối axetat:

Mg + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

Nhôm thụ động với axit axetic do khi phản ứng, nó tạo ra lớp màng mỏng nhôm oxit trên bề mặt, ngăn chặn sự ăn mòn. Vì vậy, các nhà sản xuất vẫn thường dùng bình chứa bằng nhôm để đựng dung dịch này.

Phản ứng thế halogen vào gốc hydrocacbon ( 90 – 100^oC):

Cl₂ + CH₃COOH → ClCH₂COOH + HCl

Tác dụng với axetylen (xúc tác thủy ngân, nhiệt độ 70 – 80^oC) thành etyl diaxetat:

C₂H₂ + 2CH₃COOH → CH₃CH(OCOCH₃)₂

Tác dụng với amoniac tạo thành amid:

NH₃ + CH₃COOH → NH₃CH₃COOHNH₄

Phản ứng decacboxyl hóa thành axeton (Xúc tác mangan oxit, nhiệt độ):

C₂H₂+ CH₃COOH → CH₂CHOCOCH₃

4. Ứng dụng của axit axetic

Axit axetic được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như tạo ra polyme ứng dụng trong sơn, chất kết dính, là dung môi hòa tan các chất hóa học, sản xuất và bảo quản thực phẩm, đặc biệt dùng để sản xuất giấm. Lượng axit axetic dùng làm giấm tuy không phải là một tỉ lệ lớn trong tổng sản lượng axit axetic, nhưng giấm lại là một sản phẩm khá phổ biến trong đời sống hằng ngày.

5. Tác hại của axit axetic với con người

– Hơi axit axetic sẽ gây kích ứng mũi, cổ họng và phổi và làm tổn thương nghiêm trọng tới các lớp lót của cơ quan mũi, thậm chí khiến nạn nhân bị khó thở.

– Nuốt phải axit axetic có thể gây ăn mòn vùng miệng và đường tiêu hóa, khiến nạn nhân nôn mửa, tiêu chảy, trụy tuần hoàn, suy thận và nguy hiểm hơn là tử vong.

– Tiếp xúc với da sẽ gây ra kích ứng như đau, tấy đỏ, mụn nước. Nếu nặng hơn sẽ gây bỏng sau một vài phút tiếp xúc.

-------------------------------

Ngoài Điều chế CH3COOH đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.